工厂用电控知识教育训练

2023/2/21PLC基础知识讲解2023/2/22目录一、工业设备控制介绍-------------------------------------------------5二、PLC控制及流程概述----------------------------------------------9三、PLC编程语法概述-------------------------------------------------122023/2/23分类总线型工业控制计算机(PC)单片机(MCU)可编程序控制器(PLC)特点（1）提高设计效率，缩短设计和制造周期；（2）提高了系统的可靠性；（3）便于调试和维修；（4）能适应技术发展的需要；（1）受集成度限制，片内存储器容量较小；（2）可靠性高；（3）易扩展；（4）控制功能强；（5）一般的单片机内无监控程序或系统通用管理软件，软件开发工作量大；（1）控制程序可变，具有很好的柔性；（2）可靠性强，适用于工业环境；（3）编程简单，使用方便；（4）功能完善；（5）体积小、重量轻、易于装入及其内部；一、工业设备控制介绍现阶段工业设备控制方式：2023/2/24一、工业设备控制介绍1、总线型工业控制计算机介绍工控机（IndustrialPersonalComputer，IPC）即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。工控机控制特点：a、可靠性：工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温、潮湿、震动、腐蚀和快速诊断和可维护性，其MTTR(MeanTimetoRepair)一般为5min。b、实时性：工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节。c、扩充性：工业PC由于采用底板+CPU卡结构，因而具有很强的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的各种外设相连，以完成各种任务。2023/2/252、单片机介绍单片机又称单片微控制器,（microcontrollerunit，MCU）它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。单片机控制特点：a、系统结构简单，使用方便，实现模块化；b、单片机可靠性高，可工作到10^6~10^7小时无故障；c、低电压，低功耗，便于生产便携式产品；d、环境适应能力强。一、工业设备控制介绍2023/2/263、可编程控制器介绍可编程控制器（ProgrammableLogicController，即PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入(I)和输出(O)接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC控制特点：a、可靠性高，抗干扰能力强b、硬件配套齐全，功能完善，适用性强c、易学易用，深受工程技术人员欢迎d、容易改造e、体积小，重量轻，能耗低一、工业设备控制介绍2023/2/27二、PLC控制及流程概述1、PLC硬件组成图示2023/2/28开始自诊断与编程器通信读现场信号执行用户程序程序扫描结束PLC基本工作过程：a、读取现场信息；

b、执行用户程序；

c、输出控制信号；上述过程完成后，重新开始循环执行，PLC的扫描周期通常为10-40ms。PLC整个过程如右图所示。二、PLC控制及流程概述2、PLC内部工作过程2023/2/29二、PLC控制及流程概述3、PLC与外部硬件连接图示2023/2/210三、PLC编程语法1、编程语法简介PLC的编程语言与一般计算机语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级语言，也不同与一般的汇编语言，它既要满足易于编写，又要满足易于调试的要求。目前，还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言，OMRON公司的产品也有它自己的语言。编程语言的形式主要有梯形图和助记符语言表，最常用的是梯形图编程，因为它直观易懂，但需要一台个人计算机及相应的编程软件。下面将详细介绍梯形图编程的语法。

2023/2/211三、PLC编程语法2、梯形图编程梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载（LD）指令开始，必要时再继以若干个输入指令（含LD指令），以建立逻辑条件。最后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令，以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。下图是三菱公司产品的最简单的梯形图：

它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令，用以结束程序。2023/2/212三、PLC编程语法梯形图与电气原理图的关系：如果仅考虑逻辑控制，梯形图与电气原理图也可建立起一定的对应关系。如梯形图的输出（OUT）指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如LD，AND，OR）对应于接点，互锁指令（IL、ILC）可看成总开关，等等。这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。下面是梯形图常用图形及说明：

梯形图形结构指令解说指令使用装置常开开关，A

接点LDX、Y、M、S、T、C常闭开关，B

接点LDIX、Y、M、S、T、C串接常开ANDX、Y、M、S、T、C2、梯形图编程2023/2/213梯形图形结构指令解说指令使用装置并接常开ORX、Y、M、S、T、C并接常闭ORIX、Y、M、S、T、C上升沿触发开关LDPX、Y、M、S、T、C下降沿触发开关LDFX、Y、M、S、T、C上升沿触发串接ANDPX、Y、M、S、T、C下降沿触发串接ANDFX、Y、M、S、T、C上升沿触发并接ORPX、Y、M、S、T、C下降沿触发并接ORFX、Y、M、S、T、C区块串接ANB/区块并接ORB/多重输出MPSMRDMPP/续前表2023/2/214上表中，各个使用装置代表含义（三菱产品）：X：输入继电器PLC的输入端子是从外部开关接受信号的窗口，PLC内部与输入端子连接的输入继电器X是用光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致（按八进制输入），线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为X000～X007，X010～X017，X020～X027。它们一般位于机器的上端。Y：输出继电器PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的线圈由程序控制，输出继电器的外部输出主触点接到PLC的输出端子上供外部负载使用，其余常开/常闭触点供内部程序使用。输出继电器的电子常开/常闭触点使用次数不限。输出电路的时间常数是固定的。各基本单元都是八进制输出，输出为Y000～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027。它们一般位于机器的下端。三、PLC编程语法2、梯形图编程2023/2/215M：辅助继电器PLC内有很多的辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器，它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现。T：定时器在PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作为设定值。C：计数器FX2N中的16位增计数器，是16位二进制加法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数，它有两个输入，一个用于复位，一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减1，当现时值减到零时停止计数，同时触点闭合。直到复位控制信号的上升沿输入时，触点才断开，设定值又写入，再又进入计数状态。三、PLC编程语法2、梯形图编程2023/2/216三、PLC编程语法3、梯形图编程注意事项1、每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号，每个元件的触点使用时没有数量限制。2、梯形图每一行都是从左边开始，线圈接在最右边（线圈右边不允许再有接触点），如图(a)错，图(b)正确。3、线圈不能直接接在左边母线上。4、在一个程序中，同一编号的线圈如果使用两次，称为双线圈输出，它很容易引起误操作，应尽量避免。

2023/2/217三、PLC编程语法2、梯形图编程注意事项5、在梯形图中没有真实的电流流动，为了便于分析PLC的周期扫描原理和逻辑上的因果关系，假定在梯形图中有“电流”流动，这个“电流”只能在梯形图中单方向流动，即从左向右流动，层次的改变只能从上向下。下图是一个错误的桥式电路梯形图。

2023/2/218三、PLC编程语法3、梯形图常见错误类型在编辑梯形图形时，虽然可以利用各种梯形符号组合成各种图形，由于PLC处理图形程序的原则是由上而下，由左至右，因此在绘制时，要以左母线为起点，右母线为终点，从左向右逐个横向写入。一